JPS5830551B2 - 変圧器等の静電気監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えば絶縁性流体を強制循環させる冷却方
式の変圧器等の静電気を監視する装置に関するものであ
る。

絶縁性流体が固体絶縁物の表面を流動するとき、固定絶
縁物表面に流体中の正負イオンの一方が選択的に吸着さ
れて静電気を発生する、いわゆる流動帯電は公知の現象
である。

最近の研究の結果、電力用変圧器においても上記の流動
帯電に起因する静電気の発生が問題となることが解明さ
れてきた。

変圧器の場合はＪＩ８２号鉱油または合成油などの油が
絶縁性流体であるが、冷却を目的として絶縁油が変圧器
内を流動するとき、主としてコイル絶縁紙及びプレスボ
ードなとの油浸紙表面に通常角の静電気が蓄積し、油が
正に帯電する。

これら静電気の蓄積は電荷の発生と緩和もしくは漏洩の
平衡で決定されるが、変圧器製作技術の進歩によって油
の処理やプレスポードの乾燥が高度に行われるようにな
ると、油及び油浸紙の固有抵抗が高くなるので、油流速
が同じであっても静電気の緩和もしくは漏洩が少なくな
って、それだけ静電気が蓄積される傾向が高くなってき
た。

静電気の蓄積が多くなると、その空間電荷効果による電
界強度が油中の絶縁破壊強度を上回ることもあり、この
ような場合には油中火花放電や油浸紙表面の沿面放電な
どの静電気障害を起こすことになる。

もちろん、変圧器設計の段階で上記静電気障害を生起す
ることがないように配慮するとともに、工場出荷時の静
電気試験で変圧器本体の静電気発生が充分低レベルであ
ることを確認すれば、上記変圧器の静電気障害の正確な
評価が可能となり、安全性を検証することができる。

しかし、長期間運転される変圧器の信頼性の観点からす
ると、絶縁性流体としての鉱油は純粋な炭化水素系液体
、たとえばヘキサン等のようにはその物性が明らかでな
い面もあるので、念のために据付後も容易に静電気の発
生状況を検知し得ることが望まれる。

本発明者等の実測によれば、上記の電荷蓄積の時定数は
１ケ月、ときには数ケ月にわたる場合があり、変圧器が
一旦電力系統に組み入れられた後は変圧器自体の静電気
発生量を実測することが極めて困難ではあるとしても、
系統接続後にも任意の時点で変圧器本体の静電気発生量
を推定し得る装置の開発が要望される。

この発明は上記の点に鑑み、変圧器等に接続して絶縁性
流体の流動帯電による静電気発生量を比較的簡単に測定
することができる静電気監視装置を提供しようとするも
のである。

以下この発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示すもので、１は変圧器
本体、２，３は冷却用配管、４は冷却器、５は油ポンプ
であり、前記変圧器本体１の絶縁性流体、つまり絶縁油
は上部冷却用配管２、冷却器４、油ポンプ５、下部冷却
用配管３の流路を強制循環する。

この流体の連続的な循環の結果、前述したようにコイル
絶縁紙、プレスポード表面などで絶縁性流体の流動帯電
が生起される。

絶縁物表面に蓄積する静電気量は流体中イオンの界面へ
の選択的吸着の機構かられかるように流体側の物理化学
的性質の影響を大きく受ける Ｍは上記油入送油式の冷却方式をとる変圧器に接続する
静電気監視装置であって、任意の時点で変圧器の一側面
、例えば前記油ポンプ５の出口部から絶縁性流体をサン
プリングするための採油弁６を有する。

この採油弁６によりサンプリングした絶縁性流体が測定
部９を流動する際に発生する流動帯電の大きさによって
サンプリング時点での変圧器の静電気発生量が推定され
る。

装置Ｍは流動帯電の大きさを計測する流動帯電測定部９
の前段に変圧器からサンプリングした流体中に存在する
残留電荷を緩和消失せしめる容器１０が設けてあり、こ
れによって測定部９での静電気発生値のバックグランド
レベルが充分に低くなる。

この容器１０の部分には流動帯電のパラメータである流
体の固有抵抗あるいは誘電体損失率（ｔａｎδ）等を計
測するセンサ１１が設置されている。

なお、７は測定後の流体を再び変圧器に戻すために前記
油ポンプ５の入口側に接続された採油弁、８は前記採油
弁６と容器１０の間の管路に挿設された弁、１２は循環
ポンプ、１３は配管、１４はバイパス弁、１５はドレン
弁、１６は空気抜き弁である。

しかして、変圧器本体１の静電気発生量を測定するには
、採油弁６を作動させて油ポンプ５の出口部より流体を
サンプリングする。

サンプリングされた流体は弁８を経て容器１０内に流入
し、ここでセンサ１１により流体の固有抵抗あるいは誘
電体損失率が測定され、その後測定部９を流動する。

測定部９へ流入する前の容器１０においては流体中に存
在する残留電荷が緩和消失され、いわゆる流動帯電の大
きさの測定に際しての一種の前処理が行われる。

流体が測定部９を流動すると、測定部９に静電気が発生
し、その大きさを表わす信号が得られ、その解析により
変圧器本体１における静電気発生量が求められる。

また、静電気発生量はセンサ１１による流体の固有抵抗
あるいは誘電体損失率の測定値からも算定され、測定部
９による流動帯電の大きさの測定結果との併用によって
測定精度が著しく高まる。

第２図は固有抵抗と静電気発生量との関係を示すもので
、横軸に固有抵抗の逆数をとり、２台の変圧器Ａ、Ｂの
静電気発生量を例示している。

測定後の流体は循環ポンプ１２、配管１３、採油弁７を
経て油ポンプ５の入口側に戻るか、あるいは変圧器には
戻らずバイパス弁１４の開放によって循環し、測定後ド
レン弁１５の開放に伴って排出される。

なお、油ポンプ５の入口側また入口、出口の両側に分岐
管を設け、分岐管に止弁を挿設し、かつ分岐管先端に採
油弁を連結する、いわゆる着脱自在な連結構造にすると
、静電気発生状況を監視したいときのみ監視装置Ｍを簡
単に接続できて便利であり、しかも一台の監視装置で多
くの変圧器の流動帯電の大きさを測定できる利点がある
。

もちろん、変圧器据付時または据付後専用の監視装置と
して供することも可能である。

また、前記実施例では変圧器を測定対象としたが、強制
油冷式のりアクドルなど他の電気機器あるいは絶縁性流
体の流動を伴う電気機器であってもよい。

以上のようにこの発明によれば、絶縁性流体の流動帯電
の大きさを直接あるいは間接的に機器外に抽出した流体
から計測し、これに基づいて機器における静電気発生量
を求めるようにしたので、比較的簡単に、かつ正確に静
電気発生状況を把握することができ、静電気障害に起因
する事故の未然防止に貢献し得る。

また、連結部を着脱自在な連結構造とすれば、装置の使
用頻度を高めることができて経済的であり、しかも、系
統接続後であつても測定可能であり、任意の時点での測
定を行うことができ、動作信頼性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る変圧器等の静電気監視装置の一
実施例を示す系統構成図、第２図は流体の固有抵抗と静
電気発生量との関係を示す特性図である。 １・・・・・・変圧器本体、４・・・・・・冷却器、５
・・・・・・油ポンプ、６，７・・・・・・採油弁、９
・・・・・・流動帯電測定部、１０・・・・・・容器、
１１・・・・・・センサ、１２・・・・・・循環ポンプ
、Ｍ・・・・・・静電気監視装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 変圧器等より抽出された絶縁性流体を流動させてそ
   の流動帯電の大きさを測定する測定部を備え、その測定
   結果より変圧器等における絶縁性流体による静電気発生
   量を検知するようにしたことを特徴とする変圧器等の静
   電気監視装置。 ２ 前記測定部における変圧器等との連結部を着脱自在
   な連結構造としたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の変圧器等の静電気監視装置。